由于微型真核生物在海洋生態(tài)系統(tǒng)和全球生態(tài)過程中扮演著重要角色，探索海洋中的微型真核生物具有極其重要的意義。這些微生物在營養(yǎng)循環(huán)和能量流動中起著至關重要的作用，是海洋食物鏈的基本組成部分。[1]深入研究它們的多樣性、分布及功能，包括線粒體形態(tài)和內膜細胞器等方面，可以為海洋生物學、生態(tài)學和環(huán)境科學的研究帶來重大突破。
在最近的一項研究中，[2]來自捷克科學院和南波希米亞大學（捷克共和國）的研究人員對雙鞭毛微型真核生物 Lacrimia vacuolate進行了研究。通過結合熒光顯微鏡和電子顯微鏡技術與圖像處理軟件，他們揭示了這一新發(fā)現的雙鞭毛生物的三維全細胞模型。值得注意的是，研究發(fā)現中包含了識別出一種新的細胞器，稱為COLV（Center for Organization of Layered Vesicles，分層囊泡組織中心），以及由各種囊泡和液泡組成的復雜內膜系統(tǒng)。
細胞器、液泡和囊泡的三維結構。來自陣列斷層掃描數據集的2微米厚切片的3D重建顯示了不同的細胞器、液泡和囊泡。包括細胞核（Nu）、線粒體（Mt）、脂滴（Li）、后液泡（PV）、胞咽（Ph）、COLV細胞器（Or）和較小的液泡（Va）。圖片來源：doi: 10.1128/mbio.01921-23
從不同方位觀察細胞使研究人員揭示了一個與胞咽結構相連的單一未分支的線粒體。
線粒體的形狀和詳細結構。A) 從SBF-SEM數據重建的五個細胞的表面渲染圖，每個細胞顯示一個單一的互連線粒體（橙色）。B) 線粒體與胞咽（Ph）之間的連接點。圖片來源：doi: 10.1128/mbio.01921-23
盡管線粒體覆蓋了較大的區(qū)域，但它經常變細成薄片段，這些緊密排列的膜缺乏可見的嵴或基質。這些細長部分連接到較厚的區(qū)域，這些區(qū)域具有密集的基質、顯著的DNA聚集體和嵴結構。嵴顯示出各種形狀，例如長的平行層、短的直層或彎曲層，以及塊狀形式。
Thermo Scientific™ Amira™ 軟件作為全面的的可視化和分析工具在這項研究中發(fā)揮了關鍵作用。具體來說，它支持對復雜數據集的詳細分析和解讀。Amira 軟件使得研究人員可以構建復雜的3D重建、進行定量分析，并深入了解微型真核生物的結構和功能，包括它們的線粒體形態(tài)和內膜細胞器。該軟件能處理大量數據集并生成精確3D重建，這些功能顯著推進了研究進程，使得研究結果更加準確和全面。
這項研究加深了對微型真核生物雙鞭毛結構及其生態(tài)功能的了解。該研究成果有助于更廣泛地認識海洋生態(tài)系統(tǒng)，可能會在海洋生物學和環(huán)境科學領域帶來新的發(fā)現。此外，這也強調了像 Amira 軟件這樣先進且靈活的圖像處理軟件在開展創(chuàng)新科學研究中的重要性。
1.Worden, AZ, et al. Rethinking the marine carbon cycle: Factoring in the multifarious lifestyles of microbes. Science 347:6223 (2015). doi: 10.1126/science.1257594
2.Tashyreva, D, et al. Ultrastructure and 3D reconstruction of a diplonemid protist (Diplonemea) and its novel membranous organelle. mBio 14: e01921-23 (2023). doi: 10.1128/mbio.01921-23
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